Breve Historia de La Física (parte 1/4)

*El siguiente texto pretende ser una ilustración sencilla y resumida de los principales acontecimientos en la historia de la física, con la finalidad de poder asimilar fácilmente lo leído. Si lo que se desea es profundizar en la historia de la física, yo recomendaría ampliamente buscar información en libros de texto especializados. Dicho esto, podemos proceder.*
La física, proviene del termino griego ''physis'' que significa naturaleza, entonces podemos entenderla como la ciencia dedicada al estudio de la naturaleza misma. Aunque tambien hay quienes definen a la física como la ciencia dedicada al estudio del espacio, el tiempo, la materia, la energia, y las interacciones entre estos. Como sea, uno de los principales problemas que se planteaban los antiguos  (antes de nuestra era) con relacion a la naturaleza, era el movimiento de los astros, pues les era sumamente util  para su agricultura, conocer con precision cuando iban a suceder los eclipses, las estaciones del año, los equinoccios y los solsticios, entre otros acontecimientos relacionados con los cielos y el tiempo. Es asi como muchas civilizaciones antiguas se como los mayas, los chinos, y los egipcios, por mencionar algunas, se dedicaron al profundo estudio del cosmos, teniendo varios avances, y logrando comprender con una increible exactitud el movimiento de los astros, pero apesar de que pudieron describir dichos movimientos, no lograron encontrar sistemas matematicos que los respaldaran, ni lograron determinar a que se debia este movimiento.

Despues hubo un periodo larguisimo (mas de mil años) en los que la física no tuvo avance, y en general, todas las ciencias estuvieron estancadas, principalmente por acciones religiosas como la quema de la biblioteca de alejandria, e incluso la pena de muerte en hoguera a quienes se atrevieran a profesar la ciencia. Esto tiene dos motivos, y el primero de ellos es que existian ya pensamientos milenarios que habian sido respetados ciegamente, y se transmitian mas que nada por costumbre, sin que nadie pudiera hacer nada para refutarlo; un ejemplo de esto son los pensamientos del gran Aristoteles, como su postulado sobre que los cuerpos con mayor peso, caerian mas rapido (muchos hemos llegado a pensar esto en algun momento de nuestras vidas), cuando en realidad esto es falso, y la aceleracion de los cuerpos en caida libre es invariable para cualquier objeto. El otro motivo por el que la iglesia (principalmente la cristiana) impedia el avance de la ciencia, es porque casi a manera de regla general, los avances cientificos contradecian por completo a muchas de las creencias religiosas, y muchos de los acontecimientos sucedidos en las sagradas escrituras. A pesar de esto, Santo Tomas de Aquino, fue un filosofo que trato de demostrar que las leyes de la naturaleza tenian concordancia con las creencias religiosas, y que no se contradecian las unas a las otras, aunque no tuvo mucho exito.

Durante la epoca del renacimiento, entre lo siglos XVI y XVII, la ciencia resurgio de las cenizas, y comenzaron a salir grandes mentes brillantes a defender sus ideas en contra de cualquier tirania (acabando con el oscurantismo), como el caso de los astronomos Nicolas Copernico, Tycho Brahe y Johannes Kepler, que a pesar de haber sido atacados rotundamente por el clero, lograron hacer grandes investigaciones que supusieron un avance tremendo para la ciencia, como el modelo Heliocentrico, que contra las antiguas creencias, demostraba que el sol estaba en medio del sistema solar, y todos los planetas -incluida la Tierra- giraban alrededor de el. Tambien llegaron las famosas Leyes de Kepler, que describian perfectamente el movimiento de los cuerpos, instaurando para estos un sistema matematico confiable e impecable, y con una perfeccion inusual para la epoca. La física como tal nace con el gran Galileo Galilei, considerado por muchos como el padre de la física, pues este hombre dio origen al famoso Metodo Cientifico, con el cual se postulaba que cualquier afirmacion tendria que estar basada en observaciones, experimentaciones, y modelos matematicos, para poder ser considerada como una afirmacion cientifica.

A partir de Galileo, la física es como se conoce hoy en dia, y gracias a el es que esta ciencia se estudia con el debido rigor. Mas tarde, llegaria al mundo otro grande, grande entre los grandes, Isaac Newton, quien pondria fin al dilema del ''¿porque se mueven los planetas?'', entre muchas otras contribuciones que dieron un gran avance a la Física y tambien a las Matemáticas.

Problema Semanal de Física #3

Bueno para no perder mucho tiempo, les dejo aquí la respuesta del problema anterior para seguir con la costumbre, y después pasamos al problema de esta semana. La respuesta del Problema Semanal de Física #2 es 36 km/h. Si les salio algún otro y que no esta en km/h, les recomiendo hacer la conversión, quizá si tienen la respuesta correcta pero les falta convertir unidades. Les recuerdo que próximamente comenzare a subir vídeos con las resoluciones de los problemas, pero mientas tanto, tendremos que seguir con este formato, espero que les sea útil. Bueno, sin mas, aquí el problema de la semana:

Un automóvil se desplaza con una velocidad constante de 72 km/h. Si sus ruedas tienen un diámetro de 60 cm y no deslizan, calcule el numero de rotaciones que efectúan por minuto.

El problema de esta semana sigue siendo de Cinemática , pero ahora en dos dimensiones (en un plano) y no rectilíneo como los anteriores, así que habrá que meterse en conceptos de Movimiento Circular, pero aun así sé que podrán con el. Los invito a que participen con sus respuestas sin miedo a equivocarse, que nadie se burla de nadie en mi blog, o simplemente déjenme sus comentarios con dudas, sugerencias, saludos o cualquier cosa que se les ocurra, que yo los leo todos. Bueno, les recuerdo que la respuesta de este problema la publicare el próximo sábado junto con un problema nuevo, ¡les deseo suerte y adiós!.

Problema Semanal de Matemáticas #3

Bueno como de costumbre, aquí les voy a dejar la respuesta del problema anterior. La respuesta al Problema Semanal de Matemáticas #2 es 5 personas. Gracias a las personas que participaron en los anteriores problemas, recuerden que equivocarse no es tan malo, es mucho mas importante practicar y practicar, tanto como se pueda, solo así es como se van limando esos problemillas que tenemos con las matemáticas y nos vamos haciendo habilidosos en esto de los números. En el caso del problema 2, bastaba con utilizar una herramienta muy útil, conocida como diagramas de Venn (espero explicarlas mas a fondo próximamente). Bueno, sin mas que decir, aquí el problema de esta semana:

En una región existen varias haciendas, cada una de las cuales esta unida a las restantes por un camino. Sí sabemos que hay 66 caminos, ¿Cuantas haciendas hay?


El de esta semana también es de combinatoria, no es muy complicado pero si hay que pensarle un poquito. Recuerden que la respuesta de este problema lo publicare junto con el próximo problema, el próximo sábado. Bueno, eso es todo lo que tengo que decir, Espero sus respuestas, preguntas, comentarios, sugerencias, saludos y demás cosas que me quieran decir, así que ¡ Adiós y Suerte!

¿Qué es un Vector?

A continuación tratare de explicar de manera sencilla lo que es un vector, con el fin de que sea entendido en su esencia, pues el concepto formal se va a ir entendiendo conforme se estudien diferentes cantidades vectoriales. Existen magnitudes físicas que pueden ser descritas con solo asignarles un numero y una unidad, por ejemplo, la masa, que se puede expresar como 80 kg, por ejemplo, en donde 80 representa el modulo de la cantidad y kg es la unidad que estamos utilizando para comparar la magnitud de dicha cantidad; otra magnitud similar es el tiempo, pues basta con decir ''60 segundos'' para que entendamos de lo que estamos hablando. A estas cantidades que se pueden describir solo con un numero y una unidad, las llamaremos magnitudes escalares.

Existen otras magnitudes que llamaremos ''vectoriales'', y que su principal característica es que para ser representadas se nesesitan 4 datos importantes: Modulo, Punto de Aplicación, Dirección y Sentido. Por ejemplo, si hablamos de una magnitud como el Desplazamiento, no nos basta saber el modulo y la unidad, como en el caso anterior, no nos gustaría preguntar por un desplazamiento y que nos respondan ''x kilometros''. En este caso, para representar el desplazamiento nesesitamos saber aparte, desde donde se da el desplazamiento (punto de aplicación), la dirección en la que fue el desplazamiento y el sentido que este tuvo, y para representar esto, existe un método gráfico, que consiste en trazar una flecha que nos ilustra todos los parámetros anteriores de una forma sencilla. A dicha flecha se le conoce como ''Vector''. Por ejemplo, en la imagen de arriba podríamos decir que estamos representando un desplazamiento mediante un vector, en donde A representa el punto de aplicación, la linea entre A y B representa el modulo de la cantidad vectorial (mientras mas grande la linea, mas grande el modulo) y la dirección del vector, mientras que la punta de la flecha indica el sentido. Esta imagen de arriba bien podría representar el desplazamiento entre dos ciudades, las cuales podríamos llamar A y B.

Mecanica, Cinematica y Dinamica

La Mecánica es la rama de la física dedicada al estudio del comportamiento de los cuerpos en reposo o en movimiento. La mecánica clásica tiene dos limitaciones muy importantes que mencionare a continuación: 1- La mecánica clásica solo funciona para los cuerpos macroscopicos, pues cuando tratamos de analizar la mecánica de cuerpos tan pequeños como un átomo, o incluso mas pequeños, nos encontramos con que estos presentan comportamientos sumamente raros, que no puede predecir la mecánica clásica; para estos fenómenos cuánticos existe una rama de la física llamada Mecánica Cuántica. 2- Otra situación en la cual la mecánica clásica no funciona, es cuando los cuerpos adquieren velocidades cercanas a la de la luz, pues bajo estas condiciones se observan unos fenómenos llamados ''relativistas'', y que no pueden ser comprendidos mas que por un campo de estudio de la física moderna, la Relatividad.

 

La Cinemática es una rama de la Mecánica Clásica dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos, sin tomar en consideracion las causas que provocan dicho movimiento. Es decir, la cinemática sirve para responder la pregunta de ¿Como se mueve un cuerpo?, mas no ¿Porque se mueve dicho cuerpo?. Se podría decir que la cinemática se dedica a ''describir'' el movimiento, pero no nos dice porque el cuerpo se mueve.

La Dinámica es la rama de la Mecánica Clásica dedicada al estudio de las causas que provocan el movimiento de los cuerpos, y a la evolucion que sufre el estado de movimiento de dicho cuerpo. Es decir, podríamos decir que a diferencia de la cinemática, la dinámica si nos responde la pregunta de ¿Porque este cuerpo se mueve?.

Un estudio ideal del movimiento de los cuerpos requiere del conocimiento tanto de la cinemática como de la dinámica, pues muchas veces no basta con responder alguna de las preguntas que citamos anteriormente, sino que nos interesa responder ambas, y así tener un conocimiento mas amplio sobre el movimiento de un cuerpo especifico. Estas ramas de la física generalmente se estudian en cursos básicos o de iniciación en física, pues son relativamente sencillos, aunque algunos problemas pueden llegar a ser muy complicados si no se comprenden bien los conceptos de la mecánica clásica. En lo personal, creo que la mecánica clásica es la rama de toda la física, pues todos los demás fenómenos que se fueron estudiando en lo posterior a la mecánica, basaron sus principios en esta amplia y rica rama de la física.